(57)【要約】      （修正有）【課題】被試験対象の半導体デバイスの搬送制御と所定試験手順に従ったシーケンス制御とを行うコントローラを、半導体試験装置に簡易なインターフェイスで接続し、半導体デバイスの自動試験を行えるようにする。【解決手段】ハンドリング部を有し被試験対象の半導体デバイスの搬送制御を行う搬送装置を制御するコントローラとしてパソコン等を使用し、半導体試験装置の内部用に設けられたコントロールワード（ＣＷ）信号を外部に引き出してパソコンに装備したＩ／Ｏボードと連結した簡易なインターフェイスにより、搬送装置の機械的制御と半導体試験装置の電気的機能試験のタイミング制御とを行って、半導体デバイスの連続的自動試験を行う。【選択図】図１
2006017526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体試験装置とのインターフェイス制御手段と、
被試験対象の半導体デバイスの搬送制御を行う搬送装置とのインターフェイス制御手段と、
前記半導体試験装置との電気的機能試験動作のタイミング信号と連携をとり、前記搬送装置との搬送制御信号のタイミング制御を行うタイミング制御手段と、
を有し、半導体試験装置と連動して、被試験対象の半導体デバイスの連続的試験を行うことを特徴とした自動試験装置。
【請求項２】
コンピュータに、
半導体試験装置とのインターフェイス制御手段と、
被試験対象の半導体デバイスの搬送制御を行う搬送装置とのインターフェイス制御手段と、
前記半導体試験装置との電気的機能試験動作のタイミング信号と連携をとり、前記搬送装置との搬送制御信号のタイミング制御を行うタイミング制御手段と、
前記半導体試験装置と連動して、被試験対象の半導体デバイスの連続的試験を指示する手段と、
を実行させるための自動試験装置のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス等の自動試験方法に関し、更には半導体試験装置と簡易なインターフェイスで接続し、被試験対象の半導体デバイスの搬送装置に連携動作を行わせる自動試験装置、自動試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、従来の半導体デバイスの自動試験装置を示すものであり、図１０は、図９の自動試験装置に使用されるテストボードの構造を示す側面図である。図９において、１は自動試験装置、２は搬送装置、３はコントローラ、４はテストボード、５は半導体試験装置、６はテストボード収納棚である。自動試験装置１は、搬送装置２と搬送装置２を制御するコントローラ３とから構成され、半導体試験装置５と接続される。半導体試験装置５は、半導体デバイスの電気的試験、機能試験等の動作試験を自動的に行うものである。
【０００３】
搬送装置２は、主として試験対象の半導体デバイス（以下、ＩＣと略称する）の１サイクルの試験を行う上でのハンドリングと、順次、多数・多品種のＩＣの試験を行う上でのハンドリングを行う装置である。コントローラ３は半導体試験装置５の動作試験とのタイミングを取りながら、搬送装置２への動作指令を行うものであり、いわば半導体自動試験システム全体のコントロールをするものである。
【０００４】
図１０は搬送装置２の中のテストボード４の側面図であり、１０は半導体試験装置５との接続機構、１１はソケット基板部、１２はソケット部である。図示しないが、ソケット部１２の上には被試験ＩＣが装着され、ソケット部１２にはプローブコンタクトとしての端子が組み込まれており、ＩＣのパッケージ底面のボールバンプが、ソケット部１２の端子と電気的に接続されるようになっている。
【０００５】
ところで今日、プリント基板への高密度実装を行うために、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）タイプなどのＩＣが多数用いられるようになってきた。これらのＢＧＡパッケージのＩＣは、パッケージの底面にボールバンプをマトリックス状に配置したものとなっており、以下、このタイプの半導体デバイスをＢＧＡパッケージと称する。パッケージの小型化が可能なＢＧＡパッケージは、高密度実装とパッケージ内での良質な波形伝送が期待できるため、表面実装タイプのＩＣの主流になってきた。
【０００６】
これらＢＧＡパッケージを素子レベルで試験するためには、ＢＧＡパッケージ底面の全てのボールバンプが、テストボード４の個々のプローブコンタクトの端子と電気的に接続されることが必要である。通常、テスト用にはこのプローブコンタクトの端子として開発された部品であるポゴピンが使用される。従って、個々のＢＧＡパッケージに対応した位置に、所用数のプローブコンタクトとしてのポゴピンとポゴピンソケットが埋め込まれたテストボード４とすることが一般的であった。
【０００７】
一方、昨今のこれらＢＧＡパッケージの半導体デバイスは、品種が多数あると共に、同一品種でもメーカ毎にパッケージサイズが異なっている。例えば、図５に示すように、Ａ社は５×７列、Ｂ社は７×７列、Ｃ社は７×５列といった具合に、ＢＧＡの配置が相違している。そこで、従来はこれらＢＧＡパッケージサイズ毎に、個々にテストボード４を作成して対応してきたが、品種やメーカが変わる毎に自動試験を一旦中断し、図９の４のテストボード（Ａ）をテストボード収納棚６のテストボード（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）等から、作業者がＢＧＡに該当するテストボードに交換する必要があった。
【０００８】
また、自動試験装置１の構成要素であるコントローラ３は、半導体試験装置５と搬送装置２との間に介在し、両者の連携を取って制御を行うもので、一般的にはパソコンが使用されている。更には、上記半導体試験装置５は、試験機／測定器メーカの販売する専用機であり、半導体デバイス等の自動試験を行おうとするユーザは、この半導体試験装置５に合わせて、被試験ＩＣを所定の手順とタイミングにより、前記テストボード４上の所定位置に供給する必要がある。
【０００９】
ところが、従来、ユーザ側で被試験ＩＣのハンドリングを行う搬送装置を開発する場合、半導体試験装置５と搬送装置２とのインターフェイスがなく、例えば、パソコン等を介在させ、ＧＰＩＢ／ＲＳ２３２Ｃなどを使用して半導体試験装置５と接続していた。図１１に従来のパソコンでの接続図を示す。図１１において、（Ａ）は半導体試験装置５の専用インターフェイスで接続した場合、（Ｂ）はＧＰＩＢインターフェイスを使用した場合、（Ｃ）はＲＳ２３２Ｃインターフェイスを使用した場合の、コントローラ３と半導体試験装置５との接続形態を示す。これらの接続形態では、インターフェイスボードの購入と専用のインターフェイス・プログラムを開発する必要がある等の問題があった。或いは、半導体試験装置５と搬送装置２間をパソコンに設けたハンドシェーク回路により、パソコンを中継する形で制御していた。（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平０１−１００６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ハンドラのコントローラとして使用しているパソコンに付いているＩ／Ｏボードと半導体試験装置とのインターフェイスを使用し、簡易な信号のやりとりで機械的、電気的タイミングを制御して、自動的に且つ連続して半導体デバイス等の試験を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、自動試験装置のテストボードに被試験対象の半導体デバイスを供給するための搬送制御を行う搬送装置へのタイミングと、半導体試験装置の電気的機能試験のタイミングとを連携させてタイミング制御を行うコントローラとしてパソコン等を使用し、パソコンに装備したＩ／Ｏボードと半導体試験装置の内部装備であるコントロールワードとを連結した、ハイまたはローレベル信号での簡易な入出力により、半導体デバイスの連続的自動試験を行うように構成する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の半導体デバイス等の自動試験方法によれば、簡単なインターフェイスで、半導体試験装置と搬送装置とのタイミング制御が可能となり、ＧＰＩＢ／ＲＳ２３２Ｃ等のテスター専用ハンドラ・インターフェイスボードなどを装備せずに、低コストで容易に実現可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
簡単なインターフェイスで、半導体試験装置と搬送装置とのタイミング制御が可能となり、半導体デバイスのハンドリングと電気的機能試験との連携を取って、半導体デバイスの連続的自動試験を実現した。
【実施例】
【００１４】
図３、図４は、本発明のテストボードの実施例を説明するものであり、図３は本発明の自動試験装置の構成図、図４は本発明のソケット部分の詳細を示すテストボードの側面図である。図３において、図９、図１０と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図１０におけるソケット部１２は、本発明では、図４に示すように、ソケット本体１３、ソケットカバー１４に分離される。また、図４において、１５はソケット本体１３に装着されたＩＣを上方から圧接させる押さえ板であり、１６は搬送装置２のハンド部のピストンシリンダであり、押さえ板１５をさらに上方から押さえてＩＣのパッケージ底面のボールバンプ１９をソケット本体のポゴピン１７と接触させるものである。
【００１５】
ソケット本体には、図５に例示したＡ社、Ｂ社、Ｃ社等のＢＧＡパッケージサイズの全てに対応できるようにポゴピン１７がマトリックス状に埋め込まれる。即ち、図４に示すように、ソケット本体１３に埋め込まれたポゴピン１７と、ソケット基板１１に埋め込まれたポゴピンソケット１８と、ソケット基板１１の内部配線を通して同軸ケーブルとでテストボード４に接続され、更には、半導体試験装置５に接続される。即ち、テストボード４上のＩＣは、あたかも半導体試験装置５内のＩＣソケットに装着されたと同等の状態で試験を行うことが可能となるようになっている。
【００１６】
図６は、本発明のテストボードを使用した搬送装置２の概略動作説明図である。図６において、２０は供給用ＩＣトレー、２１は不良品箱である。試験に先立ち、ハンド部は被試験ＢＧＡパッケージに該当するソケットカバー１４をテストボード４のソケット本体１３の所定位置に配設する。供給用ＩＣトレー２０には、同一の種類の多数の被試験半導体デバイスが搭載されており、このＩＣトレー２０が複数段、重ねて収納されており、最上段のＩＣトレー２０から、順次ＩＣをテストボード４のソケット本体１３にセットし、その上でソケット押さえ板１５でＩＣを上方から押さえてポゴピンに接触させることにより、電気的導通をはかる。試験済の良品は、同一ＩＣトレイー２０に再度戻され、不良品は不良品箱２１に移されるようになっている。また、１つの供給用ＩＣトレー２０のＩＣの全数が試験終了すると、該トレーは試験済ＩＣトレー２０として所定の場所に移され、順次下段に搭載されている試験待ちの複数の供給用ＩＣトレー２０の最上段のＩＣトレー２０上のＩＣの試験に入る。
【００１７】
被試験ＩＣをＩＣトレー２０から掴んだり、ソケット本体１３上に置くときなどには、搬送装置２のハンド部により操作する。図７は搬送装置のハンドリング部平面図、図８は搬送装置のハンド部側面図を示し、図６で説明した搬送装置の概略動作の補足説明をする。搬送装置のハンド部はＸ軸ロボット２２、Ｙ軸ロボット２３の移動を組み合わせて所定位置に移動する。ロボットのハンド部２４は垂直方向に動作し、選択したソケットカバー１４をソケット本体１３の上に搬送するハンドリング機構や、ＩＣトレー２０から掴んだＩＣをソケット上に置くときなどに、エアーでＩＣを吸引するゴムパット２５や、押さえ板１５でＩＣを押さえるピストンシリンダー１６が連動して動作するようになっている。
【００１８】
図２は、上記の機能を実現させるコントローラ３として、本発明のコントローラ３と半導体試験装置５との接続図を示す。図２において、７はコントローラとしてのパソコン内のＰＩＯ部、８はＰＩＯ部７のパソコン側ＣＷ端子部、９は半導体試験装置５内に設けられているＣＷ端子部である。テストボード４やソケット部１２は、図９で説明したものと同等の機能であり、一般的に半導体試験装置５の内部のテストボード４部には、被試験ＩＣを装着できるソケット部１２と、テストボード４上に測定をするための回路を搭載した場合などの回路の制御用として、コントロールワード（以下、ＣＷと略す）端子部９が設けられている。本ＣＷ信号は、ＣＷ００〜３１の３２個から構成され、電気的インターフェイス仕様は、’１’または’０’の簡単な信号のやりとりとなっている。本発明では、このＣＷ信号を、コントローラ３としてのパソコンのＰＩＯ部７と接続し、搬送装置２への動作指令や動作タイミングと連携をとって、半導体試験装置５との電気的、機能的試験に関する信号の送受信を簡単なプログラムで行うものである。
【００１９】
図１は、本発明のコントローラのＩＣ試験１サイクル動作のフローチャートを示すものである。図の左側にコントローラ３の動作を、図の右側に半導体試験装置５の動作を示す。コントローラ３は半導体試験装置５と連動して、各種ＢＧＡパッケージの被試験ＩＣをハンドリングしながら、機械的制御タイミングと機能試験タイミングとの連携をとって動作する。半導体試験装置５はスタート後、テストプログラムの開始信号を待ち受ける（ステップＳ１）コントローラ３はスタート後、テストプログラムの開始信号を送信（ステップＳ２）し、半導体試験装置５はテストプログラムの開始信号を受信し（ステップＳ３）テストプログラムを開始する（ステップＳ４）。
【００２０】
次に、最初の搬送系の指示として、被試験ＩＣのＢＧＡパッケージに対応したソケットカバー１４を取り、ソケット本体１３上の所定位置に置く（ステップＳ５）と、ＩＣトレー２０にある被試験ＩＣをハンド部２４が取りソケット本体１３へ置く（ステップＳ６）ことで、被試験ＩＣが装着されるので、ソケット本体１３の真上から押さえ板１５で被試験ＩＣを押さえる（ステップＳ７）。これで、搬送装置側の準備ができたので、コントローラは、ソケット本体１３へ低温の送風を開始（ステップＳ８）し、半導体試験装置５へ電気試験の開始信号（ＣＷ２）を送信する（ステップＳ９）。
【００２１】
電気試験開始信号が来るのを待ち受けている（ステップＳ１０）半導体試験装置５は、電気試験開始信号を受信し、電気試験（ＤＣ，ＦＵＮＣＴＩＯＮ，ＡＣ）を開始（ステップＳ１１）し、被試験ＩＣの全試験が終了すると、電気試験が終了した信号（ＣＷ３）を送信する（ステップＳ１２）。また、試験結果の良否により、半導体試験装置５はＰＡＳＳ（ＣＷ４）／ＦＡＩＬ（ＣＷ５）信号を送信する（ステップＳ１４）ので、コントローラ３は、電気試験終了信号が来るのを待ち受ける（ステップＳ１３）と共に、ＰＡＳＳ／ＦＡＩＬ信号を受け取る（ステップＳ１５）。これにより、１サイクルの電気試験が終了したので、半導体試験装置５はテストプログラムが停止（ステップＳ１６）し、コントローラ３は、ソケット本体１３への低温の送風を停止（ステップＳ１７）し、ソケット本体１３の真上へ押さえ板１５を上げ（ステップＳ１８）、ソケット本体１３にある被試験ＩＣをハンド部２４が取り、被試験ＩＣの良否により、良品の場合には元のＩＣトレー２０に戻し（ステップＳ２０）、不良の場合は不良品箱２１へ置き（ステップＳ２１）、１サイクル動作が終了する。以下、図示していないが１つのＩＣトレー上の同一種類の被試験ＩＣを全数試験終了させると、次のＩＣトレー上のＩＣ試験に移り、再度、被試験ＩＣのＢＧＡパッケージに対応したソケットカバー１４を取るステップＳ２から同様の試験動作を繰り返す。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のコントローラの１サイクル動作を示すフローチャートである。
【図２】本発明のコントローラと半導体試験装置との接続図である。
【図３】本発明の自動試験装置の構成図である。
【図４】本発明のテストボードの側面図である。
【図５】ＢＧＡパッケージの種類を示す図である。
【図６】本発明の搬送装置の概略動作説明図である。
【図７】本発明の搬送装置のハンドリング部平面図である。
【図８】本発明の搬送装置のハンドリング部側面図である。
【図９】従来の自動試験装置の説明図である。
【図１０】従来のテストボードの構造を示す側面図である。
【図１１】従来のパソコンの接続図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    自動試験装置
２    搬送装置
３    コントローラ
４    テストボード
５    半導体試験装置
６    テストボード収納棚
７    ＰＩＯ部
８    コントローラ側ＣＷ端子部
９    半導体試験装置側ＣＷ端子部
１０    接続機構
１１    ソケット基板部
１２    ソケット部
１３    ソケット本体
１４    ソケットカバー
１５    押さえ板
１６    ピストンシリンダー
１７    ポゴピン
１８    ポゴピンソケット
１９    ボールバンプ
２０    ＩＣトレー
２１    不良品箱
２２    Ｘ軸ロボット
２３    Ｙ軸ロボット
２４    ハンド部
２５    ゴムパッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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